基于單片機的可測溫式電子萬年歷

　　隨著科技的發(fā)展，生活中電子萬年歷越來越普遍，功能也越來越多。根據(jù)人們的日常基本需求，設計一種電子萬年歷，可以實現(xiàn)測溫、鬧鐘、秒表和語音報警等功能，為人們的日常生活提供舒適和便捷，具有重要的使用價值。

　　本文設計了一種基于單片機STC89C52的可測溫式電子萬年歷，能實時地將當前時間和周圍的環(huán)境溫度顯示出來，并具有鬧鐘、秒表、語音報時的功能。萬年歷主要使用溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，與單片機實現(xiàn)雙向通信;時鐘芯片DS1302實現(xiàn)時鐘，準確計時;并通過語音芯片完成整點報時和溫度報警功能。該萬年歷電路結構簡單，具有時間精確、抗干擾能力強、功耗低、可靠性高等優(yōu)點。

　　該可測溫式電子萬年歷主要由STC89C52、時鐘芯片、溫度采集、顯示電路、語音報警等組成。按鍵可以實現(xiàn)顯示內(nèi)容的切換、時間的調(diào)整以及語音報警的設置。

　　1硬件電路的設計

　　該可測溫式電子萬年歷工作時，首先初始化時鐘芯片，單片機從時鐘芯片讀取時間和日期等信息，同時又從溫度傳感器采集當前環(huán)境溫度，經(jīng)過驅(qū)動電路送給液晶顯示屏，顯示相關的信息。其中，按鍵可以對時間、日期、星期和溫度進行調(diào)整，并控制鬧鐘和秒表的功能。萬年歷又加入了語音芯片，可以實現(xiàn)整點報時和溫度報警的功能。

　　(1)時鐘芯片DS1302

　　DS1302在時間顯示方面應用非常普遍，可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，并且具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V.采用三線接口與單片機進行同步通，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個用于臨時性放數(shù)據(jù)的RAM寄存器，具有主電源和后備電源兩個引腳，并且具有對后備電源進行電流充電的能力。DS1302與單片機之間采用串行數(shù)據(jù)傳輸，控制液晶屏顯示時間信息。

　　圖1 DS1302引腳圖

　　DS1302的引腳圖如圖1所示，其中Vcc2為主電源，Vcc1為后備電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。X1、X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc > 2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向);SCLK為時鐘輸入端。

　　(2)溫度傳感器DS18B20

　　溫度傳感器DS18B20直接與單片機連接，避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。DS18B20的電壓范圍為：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電，采用獨特的單線接口方式。DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。測量溫度的范圍為-55℃～+125℃之間，測溫精度可以達到0.5℃。測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，串行傳送給單片機的CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。

　　DS18B20與單片機的連接方式有兩種：寄生電源連接方式和外部電源連接方式。該可測溫式電子萬年歷采用外部電源連接方式。連接方法即DS18B20的1腳接地，2腳(DQ引腳)與單片機的一根I/O口線連接(P3.2腳)，3腳接電源+5V.在STC89C52的I/O口線與+5V之間連接一4.7K的上拉電阻，以保證數(shù)據(jù)采集的正常進行。

　　(3)LCD1602溫度顯示的設計

　　該室溫報警裝置液晶顯示屏采用LCD1602，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。

　　在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口體積小、重量輕、功耗低的優(yōu)點。LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器(CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，每一個字符都有一個固定的代碼，與單片機連接后通過C語言編程就可以工作。在正常工作狀態(tài)下，電子萬年歷的設計連接圖如圖2所示。

　　圖2 LCD1620與單片機的連線圖